Protein Metabolizması 1

Protein Metabolizması

1

Proteinlerin fonksiyonları

Proteinlerin hücre ve dokularda hem yapı, hemde biyolojik fonksiyonları vardır.

• Epitel dokusunun proteini olan keratin organizmamızı dış etkenlere karşı korur.

• Hücrelerin zar yapısında yer alan proteinler, hücre içi ve dışı sıvılar arasındaki madde alış verişinde rol alır.

• Enzimler protein yapılıdır.

• Kan proteinleri, vücut sıvısının onkotik basıncını sabit tutmada ve bazı maddelerin taşınmasında görevlenmiştir.

• γ-globulinler ise hastalıklardan korunmada önemli roller yüklenmiş

• Hormonların büyük bir kısmı da protein yapılıdır.

• Eksojen amino asitleri yeteri kadar bulunduran proteinlerin biyolojik değerleri yüksektir.

• Organizmanın protein ihtiyacı biyolojik değeri çok yüksek proteinlerce karşılandığı takdirde, günlük alınması gereken miktar yarı yarıya

azaltılsa bile azot dengesini devam ettirmek mümkündür.

• Büyüme çağında, gebelerde ve laktasyonda alınması gerekli protein miktarı yüksek tutulmalıdır.

Proteinlerin sindirimi

• Gastrointestinal sistemde bulunan, proteaz ve peptidaz enzimleri ile yapılarındaki peptid bağları hidrolize uğrar, amino asitler ve

emilebilecek nitelikte ufak peptidler ortaya çıkar.

• Böylelikle her tür için spesifik olan proteinler antijen özelliklerini de yitirmiş olurlar.

• Protein sindirimini sağlayan enzimler mide ve barsak mukoza hücreleri ile, pankreastan salgılanırlar.

• Barsak peptidazları dışındakiler zimojen şeklinde salgılanıp sonradan aktif enzim haline dönüşürler.

• Enzimlerden bir kısmı endopeptidazlar protein molekülünün iç kısımlarında yer alan peptid bağlarının hidrolizini yapar.

• Molekülün uç kısımlarında bulunan peptid bağlarını parçalayanlara da ekzopeptidazlar denir.

• Mide özsuyunun proteazı olan pepsin, pepsinojin denen zimojen halinde salgılanır.

• Pepsinojen otokataliz ile aktifleşmektedir. Pepsinojenin N-terminal

kısmından, 12 tanesi bazik amino asit olmak üzere, 42 amino asitten ibaret bir peptid karışımı ayrılır.

• Pepsin bütün peptid bağları üzerine etki etmekte beraber, özellikle fenilalanin, tirozin ve triptofan gibi aromatik amino asitler tarafından oluşturulmuş peptid bağlarına karşı ilgisi çok fazladır.

• Pepsin sindirimi sonucu bir polipeptid karışımı oluşur. Büyükçe olanlara albumoz, daha ufak moleküllülere de pepton adı verilir.

• Pepsin ısıtmakla denatürasyona uğrayarak aktivitesini kaybedir. pH’ı 10’dan fazla olan alkalik çözeltiler de denatüre olur.

• Pernisiyöz anemide olduğu gibi, midede HCl oluşumunun azaldığı durumlarda pH yükselerek pepsin inaktif olur ve midede protein sindirimi aksar.

• Midede büyük bir kısmı albumoz ve pepton haline dönüşmüş bulunan protein sindirim ürünleri duodenumda bir proteaz karışımı ile karşı karşıya gelir.

• Bu enzimlerden bir kısmı pankreas kaynaklıdır.

• Pankreasdan tripsin, kimotripsin ve karboksipeptidazlar ile elastaz proenzimler (zimojen) halinde salgılanmaktadır.

• Pankreas salgısı hafifçe alkalik (pH 8-8.5) olduğundan mideden gelen kimusu nötürleştirerek pankreas enzimleri için elverişli bir ortam sağlar.

Tripsin ve Kimotripsin

• Tripsin bir endopeptidazdır. Zimojen tripsinojen’in aktif hale geçişi enterokinazın yada az miktardaki tripsinin otokataliz etkisi ile sağlanır.

•

• Tripsin, öncelikle arginin ve lizin tarafından oluşturulmuş peptid bağlarını parçalar.

İçerdikleri amino asit sayısı 6-8 arasında değişen hekza, hepta ve oktapeptidlere yıkılmış olur.

•

• Kimotripsinlerin pankreastan zimojen dönüşümlerini tripsin katalizler.

•

• Kimotripsinler özellikle fenilalanin, tirozin ve triptofan tarafından oluşturulmuş olan peptid bağlarını parçalayan endopeptidazlardır.

Elastaz ve Karboksipeptidazlar

• Elastaz, pankreastan bir zimojen olan proelastaz halinde salgılanır.

Aktif hale dönüşümünü tripsin veya enterokinaz katalizler.

•

• Karboksipeptidazlar, molekülü başına bir atom çinko kapsar. Peptid zincirini, serbest karboksil grubunu bulunan uçtan itibaren yıkmaya başlarlar.

•

• Aminopeptidazlar, serbest amino grubunun bulunduğu uca etki

ederek, amino asitlere teker teker ayırırlar. Aktifleşmeleri için ortamda iki değerli katyonlar, özellikle Mn⁺⁺ ve Mg⁺⁺ iyonları gereklidir.

•

• Tripeptidazlar ve Dipeptidazlar, barsak mukoza hücrelerinin

enzimleridir. Tripeptidleri ve dipeptidleri parçalayarak serbest amino asitlerin oluşumunu sağlarlar. Aktifleşmeleri için iki değerli katyonların varlığı gereklidir. Örneğin glisil-glisin dipeptidazı Co⁺⁺ ve Mn⁺⁺ aktifler.

• Proteinlerin hidrolizi sonucunda oluşan amino asitler ince barsaklardan emilirler.

Amino asit emilimi aktif bir olaydır.

•

• Proteinlerin bileşimine giren amino asitler L izomerlerdir, emilimi, D izomerlerine oranla, çok daha hızlıdır.

•

• Sindirim sonucu emilen amino asitler veya porta yoluyla karaciğere gelir. Aktif bir olay sonucu karaciğer hücrelere girmeye devam eder. Dolaşıma geçen amino

asitlerin bir kısmı da böbrek, barsak ve diğer organların hücreleri tarafından alınırlar.

•

Amino asitler:

• Sentezler:

• Plazma ve dokuların proteinleri yapılır.

• Enzimler ve protein yapılı hormonlar yapılır.

• Glutatyon, anzerin, karnozin gibi depiptedler ve tripeptidler yapılır.

• Protein niteliğinde olmayan bazı azotlu maddelerin yapılmasında kullanılır: Purin ve pirimidinlerin sentezi, kreatin teşekkülü gibi.

• Biyolojik aminlerin yapılmasında kullanılırlar: Histamin, serotonin

•

• Enerji Temini için:

• α-keto asitlere dönüştürülür ve glikoz, asetil KoA gibi maddeler haline geçerek glikoliz ve sitrik asit siklusu gibi metabolizma olaylarına girerler ve organizmaya enerji kazandırırlar.

Endojen amino asitler

• Endojen amino asitlerin organizmamızda sentez edilmeleri taşıdıkları karbon iskeletinin yapımı ve amonyağın, amino grubu halinde, bu

yapıya bağlanması ile; yada transaminasyon adı verilen bir biyolojik olayla gerçekleştirilir.

•

• Transaminasyon olayı sonucunda, ogranizmamızda α-keto asitlerden endojen amino asitler yapılır.

Transaminasyon

• Transaminasyon, karbonhidrat metabolizmasının ara ürünleri olan pirüvik asit, oksal asetik asit ve α-keto glutarik asit gibi maddelerden amino asit oluşumu sağlanmış olur.

• Bu olay transaminaz adı verilen enzimlerle oluşur. Piridoksal fosfat piridoksamin fosfat olu

• ALT

• GPT

• Glutamik asit + pirüvik asit  α-ketoglutarik asit + alanin

• AST

• GOT

• Glutamik asit + oksal asetik asit  α-ketoglutarik asit + aspartik asit

AMİNO ASİTLERİN YAKILMASI (Dezaminasyonu)

• Amino asitlerden amino grubunun ayrılması, bu bileşiklerin yıkılışında ilk basamağı teşkil eder.

• Dezaminasyon olayı en büyük çapta karaciğerde oluşur, böbrek ve diğer dokularda ise çok daha az miktarda meydana gelmektedir.

• Organizmada dezaminasyon, biri oksidatif dezaminasyon diğeri ise trans- dezaminasyon olmak üzere 2 şekilde oluşur.

1.Oksidatif Dezaminasyon: Önce amino asidin amino grubu dehidrojenize olur. Bir imino asit teşekkül eder. İmino asit ise, bu etkisi ile, bir keto asit ve amonyağa ayrılır.

2.Trans-dezaminasyon: Karacierde büyük miktarda meydana gelen ve organizma için çok önemli özel transaminazlar etkisi ile amino asitlerin-NH2 grubu α-keto glutarik aside aktarılarak glutamik asit oluşur. Aımino asitler ise keto aside çevrilmiş olur, karaciğer hücrelerinin mitokondrilerinde NAD’li bir enzim olan glutamik asit dehidrofenaz, transaminasyonla oluşan glutamik asidi derhal alfa-keto glutarik asit ve amonyağa ayırır.

Transaminaz

a) Amino asit + α-ketoglutarik asit  α-ketoasit + glutamik asit

Glutamik asit dehidrogenaz

b) Glutamik asit  α-ketoglutarik asit + NH3

• Organizmada büyük çapta transdezaminasyon ve daha az miktarda oksidatif dezaminasyon sonucu oluşan amonyak;

1. α-keto asitlere bağlanır ve bunlara karşılık gelen amino asitler meydana gelir.

2. Karaciğerde, bir siklüs sonucunda CO₂ ile birleştirilerek, üre oluşur.

3. Asidoz hallerinde oluşan asit karakterli metabolizma ürünlerinin böbreklerde nötürleştirilmesi için kullanılır.

AMİNO ASİTLERİN DEKARBOKSİLASYONU

• Amino asitlerin dekarboksilasyonu ile aminler oluşur.

• Amino asit dekarboksilazların kofaktörü, histidin dekarboksilaz hariç, piridoksal fosfattır.

• Enzimin etkisiyle önce piridoksal ve amino asit arasında Schiff bazı oluşur, sonra da dekarboksilasyon olur.

• Böylece oluşan aminlerin bir çokları fizyolojik ve farmakolojik etkilere sahiptir.

• Biyolojik aminler yada biyojenik aminler adı verilir.

Biyojenik aminler

• Kolamin (Etanolamin): Serin’in dekarboksilasyon ile meydana gelir. Kolamin ve onun trimetilli şekli olan kolin, fosfatidlerin birleşimine girerler.

• Taurin: Sistein’den hipotaurin üzerinden yada sisteik asit üzerinden meydana

gelmektedir. Taurin, safra asitlerine amid bağı ile bağlanarak taurokolik asit şekliyle safranın bileşiminde yer alır.

• Histamin: Mast hücrelerinde, histidin’in dekarboksilasyonu ile yapılır. Kapilerleri genişletir, damar içi sıvısı, kapiler permeobilitenin artması nedeniyle, ekstrasellüler aralıklara geçer ve ödem teşekkül eder. Kan basıncında düşme sonucu şoka sebep olur. Mide salgısını (HCl ve pepsin) uyarır. Bronşlardaki düz kasların kasılmasına sebep olur. Histamin ayrıca allerjik olaylarda da rol oynar.

• Triptamin: Triptofanın dekarboksile olması ile triptamin oluşur.

• Seratonin: Triptofanın hidroksillendikten sonra dekarboksile olması ile serotonin (5- hidroksil triptamin) oluşur.

Biyojenik aminler

• Tiramin: Tirozinin dekarboksilasyonu ile oluşur.

• Agmatin: Argininden, barsak florasında bulunan bakterilern amin oasit dekarboksilaz enzimlerinin etkisi ile türer.

• Kadaverin: Lizin amino asidinden bakterilerin etkisi ile türer.

• Aminopropanol: Treonin’den türer. B₁₂ vitamininin bileşiminde bulunur.

• β-Alanin: Aspartik asitin α-karboksilinin dekarboksilasyonu ile oluşur. KoA’nın bileşiminde bulunur. Β-Alanin kaslarda bulunan karnozin (β-alanil-histidin) ve anzerin (β-alanil-metil-histidin) adlı dipeptidlerin bileşiminde yer alır.

• γ-Amino bütirik asit (GABA): Beyinde glutamik asit, koenzim olarak piridoksal fosfat kapsayan özel bir demarboksilaz etkisi ile, GABA’ya dönüşür.